新能源汽車自動(dòng)變速器殼體壓鑄成型技術(shù)

3) 由于齒輪結(jié)構(gòu)承受高的交變應(yīng)力，輪齒在嚙合時(shí)壓力極大。單純通過(guò)壓鑄鋁合金的優(yōu)化，難以 大幅度提高表面硬度。采用何種技術(shù)對(duì)于內(nèi)齒輪表面進(jìn)行局部強(qiáng)化也成為了亟待解決的問題。

2 新能源汽車變速器殼體壓鑄亟待解決的問題
目前，先進(jìn)的新能源汽車用變速箱殼體的成型技術(shù)在全球市場(chǎng)被國(guó)外公司壟斷，如德國(guó)Bosch 公司、ZF 公司、美國(guó)Eaton 公司、日本Fuji 公司、英國(guó)Torotrak 公司等。盡管近年來(lái)我國(guó)已對(duì)新能源汽車用變速箱殼體的成型技術(shù)的研發(fā)愈加重視，但此方面成果仍然落后。其亟待重視和解決的關(guān)鍵要點(diǎn)主要集中在壓鑄成型關(guān)鍵工藝、壓鑄用新型鋁合金材料的研發(fā)以及內(nèi)齒輪表面局部強(qiáng)化技術(shù)等。

2. 1 壓鑄成型關(guān)鍵工藝
1) 模具結(jié)構(gòu)及工藝優(yōu)化技術(shù)
由于鋁合金的壓鑄具有高溫高壓的特征，壓鑄過(guò)程中金屬液的充填形態(tài)與鑄件致密度、氣孔率、表面粗糙度等品質(zhì)因素密切相關(guān)。且充型過(guò)程在封閉型腔中進(jìn)行，難以實(shí)現(xiàn)可視化。對(duì)于充型過(guò)程能否順利進(jìn)行，澆排系統(tǒng)是否合理，壓鑄過(guò)程中是否裹氣等過(guò)程數(shù)據(jù)比較難以獲得。基于實(shí)際的壓鑄工藝過(guò)程，在獲得材料熱性能參數(shù)及物理性能參數(shù)，利用有限元方法建立壓鑄模型進(jìn)行分析壓鑄件的流場(chǎng)、溫度場(chǎng)以及合金凝固情況，研究其充型規(guī)律，優(yōu)化澆鑄系統(tǒng)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果要預(yù)測(cè)壓鑄件的氣孔、冷隔以及縮孔等缺陷。另外，利用有限元方法還可以動(dòng)態(tài)展示模具的充型過(guò)程以及模具溫度場(chǎng)變化。利用溫度場(chǎng)模擬結(jié)果，提取出模具型腔表面重要節(jié)點(diǎn)的溫度場(chǎng)變化曲線，對(duì)節(jié)點(diǎn)溫度進(jìn)行分析并計(jì)算節(jié)點(diǎn)熱應(yīng)力，判斷模具所受的熱沖擊，最終判斷壓鑄模具型腔表面的熱裂紋情況。所以，必須通過(guò)有限元軟件對(duì)新能源汽車用變速器殼體進(jìn)行壓鑄工藝的的模擬優(yōu)化，確定帶有內(nèi)齒輪結(jié)構(gòu)的變速器殼體壓鑄模具的最佳開設(shè)澆口部位和最后成型部位，并在最后成型處開設(shè)大排氣快，解決冷隔和氣孔問題。另外，對(duì)壓鑄過(guò)程進(jìn)行模流分析，以確定液態(tài)金屬流動(dòng)情況、凝固情況以及模具的熱應(yīng)力情況。

2) 溫度控制技術(shù)
新能源用鋁合金變速器殼體壓鑄過(guò)程的溫度控制主要是對(duì)于澆鑄溫度和模具溫度的控制。鋁合金變速器殼體壓鑄過(guò)程中，溫度控制對(duì)填充過(guò)程的熱狀態(tài)及加工效率等方面存在重要影響，是獲得優(yōu)良鑄件的重要因素。一般而言，澆鑄溫度不宜過(guò)高，亦不宜過(guò)低。澆鑄溫度若過(guò)高，液態(tài)合金在高速的作用下，易產(chǎn)生紊流、渦流、包氣等現(xiàn)象，從而影響填充質(zhì)量。但是澆鑄溫度若過(guò)低，也會(huì)產(chǎn)生成分不均勻，流動(dòng)性差，影響填充條件，使鑄件產(chǎn)生缺陷。

模具的溫度是壓鑄工藝中又一重要的因素。模溫 過(guò)高，合金冷卻溫度降低，細(xì)晶層厚減薄，晶粒較粗大，故強(qiáng)度有所下降。另外還易出現(xiàn)收縮凹陷。模溫過(guò)低時(shí)，表層冷凝后又被高速液流破碎，產(chǎn)生表層缺陷，甚至不能成型。模溫對(duì)模具壽命影響甚大，激烈的溫度變化，形成復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，頻繁的應(yīng)力交變導(dǎo)致模具龜裂。模溫對(duì)鑄 件尺寸公差的影響，模溫穩(wěn)定，則鑄件尺寸收縮率也相應(yīng)穩(wěn)定。一般可通過(guò)控制以下因素控制模具溫度: 控制合金澆鑄溫度、澆鑄量、熱容量和導(dǎo)熱性; 控制澆注系統(tǒng)和溢流槽的設(shè)計(jì)，以調(diào)整熱平衡狀態(tài); 控制壓射比壓和壓射速度; 控制模具材料: 模具材料導(dǎo)熱性愈好，溫度分布較均勻有利于改善熱平衡。